Окаменелости австралопитека в южноафриканской пещере на миллион лет старше, чем считалось ранее. Это бросает вызов общепринятому мнению о том, что люди впервые появились в Восточной Африке.
Ключевые выводы
- Пещеры Стеркфонтейн в Южной Африке являются домом для сотен окаменелостей ранних гоминидов из рода австралопитеков. Первоначальные оценки возраста этих окаменелостей предполагали, что им не более 2,4 миллиона лет - моложе, чем наш род Homo.
- Исследователи использовали новый, более точный метод для повторной датировки окаменелостей и сделали важное открытие: окаменелости были намного старше, чем считалось ранее. Они были отложены между 3,4 миллионами и 3,7 миллионами лет назад.
- Находка бросает вызов нашему пониманию эволюции человека, в том числе общему мнению, что мы эволюционировали в Восточной Африке.
Гоминины связывают человекообразных обезьян с современными людьми на эволюционном древе. Предки гомининов знаменуют собой решающий переход в истории эволюции человека, и на протяжении десятилетий они очаровывали палеоантропологов.
В 1936 году южноафриканский врач и палеонтолог Роберт Брум сделал историческое открытие в пещерах Стеркфонтейн в Южной Африке. Брум обнаружил первую взрослую особь рода Australopithecus, группы ранних гоминидов, из которой произошел наш собственный род, Homo.
С 1936 года пещеры Стеркфонтейн стали эпицентром исследований австралопитеков и находок окаменелостей. Сложная пещерная система имеет глубину 60 метров, и в ее отложениях были обнаружены сотни окаменелостей австралопитеков. Из этих пород были сделаны заметные находки, такие как почти полные скелеты экземпляров, получивших название «Маленькая ступня» и «Миссис Уилсон». Плес.”
Возраст - это всего лишь метод
Пещера состоит из шести участков или элементов: элементы с 1 по 3 лежат под землей, а элементы с 4 по 6 подвергаются воздействию воздуха из-за эрозии свода пещеры. Большинство окаменелостей австралопитека находится в пачке 4. Пещеры Стеркфонтейн являются частью объекта Всемирного наследия с красноречивым названием «Колыбель человечества».
Сложная система пещер по-прежнему хранит много секретов, но уже сделанные открытия хранят свои собственные загадки. Среди наиболее обсуждаемых вопросов - возраст окаменелостей, найденных в пачке 4. Исследователи оценили возраст австралопитеков в нижней части пачки 2 в 3,7 миллиона лет, что противоречит предполагаемому возрасту окаменелостей, найденных выше в пещере. Первоначально исследователи оценили возраст окаменелостей в пачке 4 от 2 до 2,4 миллионов лет. Геологические особенности пещеры бросают вызов традиционным методам определения возраста окаменелостей, что ставит под сомнение точность этих оценок.
Дэррил Грейнджер из Университета Пердью входит в число исследователей, которые поставили под сомнение возраст члена 4 австралопитека. Недавно Грейнджер и группа ученых из Франции и Южной Африки попытались заново датировать знаменитые окаменелости, используя новый метод. Они опубликовали свои результаты в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Команда обнаружила, что ученые были правы, сомневаясь в первоначальных выводах. Окаменелости австралопитеков в пещерных отложениях члена 4 датируются от 3,4 до 3,7 миллионов лет назад, что делает их примерно на миллион лет старше, чем первоначально предполагалось. Благодаря тому, что знаменитые окаменелости, наконец, помещены в правильную временную шкалу, ученые могут лучше представить жизнь этих ранних гоминидов, включая условия окружающей среды, в которых они жили. Находки также увеличивают географический диапазон и разнообразие наших самых ранних предков, возрождая споры вокруг истории и хронологии эволюции человека.
Датировка окаменелостей в пещерных отложениях
Точно датировать окаменелости в пещерах сложно. В отличие от поверхностных пород, пещерные отложения не накапливаются четкими слоями. Большие камни, окаменелости животных и обломки разных временных рамок могут упасть в пещеру, сбивая с толку палеонтологов. Кроме того, вода может просачиваться вниз долгое время после того, как пещера была сформирована, чтобы создать более молодые отложения известняка в более старых отложениях.
Эксперты датировали отложения кальцитового известняка в пещере, чтобы сделать первоначальные оценки возраста окаменелостей члена 4 австралопитека. Тем не менее, Грейнджер и его коллеги отмечают, что несколько свидетельств указывают на то, что этот известняк мог быть моложе, чем сами отложения пещеры, включая породу, в которой отложился австралопитек.
Команда тщательно проанализировала геологические особенности в пачке 4 и пришла к выводу, что известняк намного моложе, чем окружающая порода, содержащая окаменелости. Авторы утверждают, что датировка известняка с использованием стандартных методов изотопов урана верна, но предполагаемые даты отложения точны для известняка, а не для окаменелостей.
Космическое вмешательство
Лучшие методы датирования исследуют горные породы, в которых найдены окаменелости, называемые брекчией. Чтобы датировать окаменелости, Грейнджер перевез брекчию обратно в свою лабораторию, Лабораторию измерения редких изотопов Пердью или PRIME Lab, где он и его коллеги разработали новый метод определения возраста окаменелостей с использованием так называемых космогенных нуклидов. Эти нуклиды представляют собой изотопы, созданные космическими лучами - энергетические частицы, которые могут исходить от Солнца, из-за пределов Солнечной системы и даже из других галактик. Эти лучи вызывают реакции внутри горных пород, которые создают определенные типы радиоактивных атомов с различным количеством нейтронов из стабильной формы элемента. Однако подземные породы защищены от этих межгалактических частиц. Поэтому исследователи могут использовать распад алюминия-26 и бериллия-10, изотопов, образованных под воздействием космических лучей, до даты, когда камни и содержащиеся в них окаменелости были захоронены в пещере.
Сочетая свои изотопные результаты с обширным геологическим исследованием района, исследователи пришли к выводу, что окаменелости имеют возраст от 3,4 до 3,7 миллионов лет - по крайней мере, на миллион лет старше, чем первоначальная оценка в 2 миллиона лет. до 2,4 млн лет. Эта оценка делает члена 4 австралопитека мудрым старейшиной самого известного австралопитека, «Динкинеша» (также известного как «Люси»), возраст которого эксперты датируют 3,2 миллиона лет. Результаты также согласуются с возрастом более старых образцов, найденных в нижнем течении пещеры. Когда несоответствие устранено, мы теперь знаем, что все австралопитеки в Южной Африке датируются возрастом от 3,4 до 3,7 миллионов лет.
Вызов консенсусу относительно эволюции человека
Удивительные результаты заставили исследователей изо всех сил пытаться согласовать возраст первых гоминидов с нашим нынешним пониманием эволюции человека. Например, поскольку представители нашего рода Homo появились где-то между 2 и 2,8 миллионами лет назад, первоначальные окаменелости южноафриканских австралопитеков считались слишком молодыми, чтобы быть их предками. Таким образом, исследователи естественно предположили, что Homo эволюционировал в Восточной Африке, где мы нашли более старые окаменелости, такие как Люси.
Эти результаты ставят под сомнение признание Восточной Африки в качестве первого места эволюции человека. Южная Африка внезапно стала претендентом на наиболее вероятную область ранней эволюции человека, полностью соответствуя прозвищу Колыбель человечества.